PLC定型機溫度控制系統(tǒng)

1、遼 寧 工 業(yè) 大 學 PLC技術及應用 課程設計（論文）題目： PLC控制的定型機溫度檢測系統(tǒng) 院（系）： 電氣工程學院 專業(yè)班級： 自動化083 學 號： 080302063 學生姓名： 張文嵩 指導教師： （簽字）起止時間： 課程設計（論文）任務及評語院（系）：電氣工程學院 教研室： 學 號080302063學生姓名張文嵩專業(yè)班級自動化083課程設計題目PLC控制的定型機溫度檢測系統(tǒng)課程設計（論文）任務課題完成的功能、設計任務及要求、技術參數(shù)實現(xiàn)功能：以印染定型機烘房溫度檢測為對象，設計一個PLC控制的定型機溫度檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現(xiàn)的功能如下：1、系統(tǒng)每隔30s采集一次烘房溫溫，以中斷方

2、式讀??；2、當溫度達到180時，紅色指示燈常亮，低于100時, 紅色指示燈閃爍， 溫度在100180之間，綠色指示燈亮。3、正常情況下，系統(tǒng)循環(huán)顯示采集的溫度值，顯示器由3位LED顯示器構成。設計任務及要求：1、根據系統(tǒng)功能，確定總體控制方案（包括設計系統(tǒng)組成框圖，分析各部分的作用）2、分析系統(tǒng)的功能與任務，確定輸入輸出信號和類型，選擇PLC型號和擴展模塊。2、建立I/O分配表，完成PLC與輸入/輸出信號的的外部接線；3、按系統(tǒng)的控制要求，用梯形圖設計程序；4、上機調試、完善程序；5、按學校規(guī)定格式，撰寫、打印設計說明書一份；設計說明書應在4000字以上。技術參數(shù)：溫度范圍0+200；檢測精度

3、為±1。顯示精度±1。進度計劃1、 布置任務，查閱資料，確定系統(tǒng)的組成（2天）2、 建立I/O分配，完成外部接線設計（1天）3、 按系統(tǒng)的控制要求，完成梯形圖設計（2天）4、 上機調試、修改程序（2天）5、 撰寫、打印設計說明書（2天） 6、答辯（1天）指導教師評語及成績平時： 論文質量： 答辯： 總成績： 指導教師簽字： 年 月 日注：成績：平時20% 論文質量60% 答辯20% 以百分制計算 摘 要PLC是一類可編程邏輯控制器，這一系列產品可以滿足多種多樣的自動化控制需要。由于具有緊湊的設計、良好的擴展性、低廉的價格及強大的指令，使得S7-200可以近乎完美地滿足小規(guī)模

4、的控制要求。此外，豐富的CPU類型和電壓等級使其在解決用戶的工業(yè)自動化問題時，具有很強的適應性。在以PLC控制為核心，印染定型機為被控對象，溫度傳感器為檢測器，實現(xiàn)系統(tǒng)每隔30s采集一次烘房溫溫，以中斷方式讀?。划敎囟冗_到180時，紅色指示燈常亮，低于100時, 紅色指示燈閃爍，溫度在100180之間，綠色指示燈亮；系統(tǒng)循環(huán)顯示采集的溫度值，顯示在3位LED顯示器上。文章介紹了基于S7-200溫度檢測系統(tǒng)實現(xiàn)以上要求。關鍵字；PLC; 西門子；梯形圖目 錄第1章 緒論1第2章 課程設計的方案22.1 概述22.2 系統(tǒng)組成總體結構2第3章 硬件設計33.1 I/O分配33.2 模塊編址43.3

5、 PLC的選擇53.4 溫度傳感器的選擇53.5 定型機溫度檢測系統(tǒng)硬件電路原理圖設計6第4章 軟件設計74.1 PLC設計流程圖74.1程序流程圖74.2 Plc程序梯形圖84.3 中斷程序圖10第5章 課程設計總結11參考文獻12第1章 緒論PLC是早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC)，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術的發(fā)展，這種采用微型計算機技術的工業(yè)控制裝置的功能已經大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(Personal Computer)的簡稱

6、混淆，所以將可編程序控制器簡稱PLC,plc自1969年美國數(shù)據設備公司（DEC）研制出現(xiàn)，現(xiàn)行美國，日本，德國的可編程序控制器質量優(yōu)良，功能強大。定型機是用于工業(yè)制造定型用的機器，定型機按種類可分為： 鞋面定型機 襪子定型機 面料定型機 印染工序在紡織產品生產中占有重要地位，印染定了紡織量直接決定織品的色澤，外觀，甚至還影響紡織品的生產成本。在印染工序中，影響印染的因素主要有印染液濃度，溫度，液位等，其中溫度控制是重要而又復雜的控制過程。印染過程實際上是執(zhí)行由工藝人員針對不同織物的一條溫度曲線，每個工藝對印染溫度，升降溫過程都有嚴格要求，否則容易使織物產生色差，缸差，條痕疵點，造成復印染率上

7、升，生產成本的增加。針對印染過程溫度控制的復雜性，設計了基于PLC的印染定型機溫度控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對印染過程溫度的控制，從而減少織物疵點，提高生產效率，降低生產成本。第2章 課程設計的方案2.1 概述溫度控制系統(tǒng)的要求：將系統(tǒng)每隔30s采集一次烘房溫溫，以中斷方式讀取被控系統(tǒng)的溫度控制在100度-180度之間，當溫度低于100度或高于180度時， 系統(tǒng)設置一個啟動按紐-啟動控制程序，設置綠，紅2個指示燈來指示溫度狀態(tài)。被控溫度在要求范圍內，綠燈亮，表示系統(tǒng)運行正常。LED顯示正常的溫度值。按啟動按鈕，控制系統(tǒng)投入運行。采樣時間到，則將待測的溫度值讀入PLC，若溫度在100180之間，則說明溫度正

8、常，等待下一次采樣。綠燈亮若溫度小于100紅燈閃爍；若溫度大于180紅燈亮設計PLC程序完成該溫度控制。2.2 系統(tǒng)組成總體結構硬件組成：S7-200（CPU224）、模擬量輸入擴展模塊EM231、3個LED顯示器、溫度傳感器、2個指示燈。作原理：由溫度傳感器對系統(tǒng)溫度進行檢測，并完成信號標準化、變送功能，由模擬量輸入擴展模塊將信號輸入到PLC中。PLC執(zhí)行控制功能。2.2系統(tǒng)總體結構圖第3章 硬件設計3.1 I/O分配本設計采用西門子公司推出的 S7-200 PLC 作為現(xiàn)場控制器，選用CPU224主機模塊，主機模塊集成14輸入/10輸出，I/O共計24點。系統(tǒng)共有開關量輸入2個、開關量輸出

9、9個；模擬量輸入點1個。參照西門子S7-200產品目錄及市場實際價格，選用主機為CPU224，再擴展一個模擬量模塊EM23（4AI）。這樣的配置是最經濟的，表3.1I/O分配表模塊號地址編號信號名稱說明 CPU224I0.0總啟動開關按鈕I0.1LED百位器按鈕I0.2LED十位器按鈕I0.3LED個位器按鈕Q0.1紅燈“1”有效，高溫指示燈Q0.2綠燈“1”有效，正常指示燈 EM231 AIW0溫度傳感器1輸入電壓值3.2 模塊編址主單元CPU224和模擬量單元EM231的連接圖，和I/O的分配圖圖3.2模塊的圖主機I/O模塊1 I/OI0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6

10、I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4I1.5QB0AIW0AIW2AIW4AIW6Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.0Q1.1表3.3模塊I/O分配圖3.3 PLC的選擇本設計采用德國西門子公司生產的CPU224小型PLC來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的控制。西門子S7-200系列PLC是西門子公司20世紀90年代推出的整體式小型可編程控制器，開始被稱為CPU21X，后被稱為CPU22X。其結構緊湊、功能強，具有很高的性能價格比，在中小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)中應用廣泛。在此設計中我們選擇S7-200 CPU224，它具有14輸入/10輸出，I/O共計24點。存儲容量大，有

11、7個擴展模塊，有內置時鐘，有更強的模擬量和高速計數(shù)處理能力圖3.3 S7-200CPU224圖3.4 溫度傳感器的選擇為了測量印染定型機烘房溫度，以達到滿意的控制效果。選擇溫度傳感器烘房溫度測量在自動控制系統(tǒng)中，測控結果的成敗，在很大程度上取決于傳感器的選擇是否合理。作為PLC測控系統(tǒng)前向通道的關鍵部件，在選擇傳感器時應考慮以下幾個方面：根據測控對象與環(huán)境確定傳感器的類型；傳感器的靈敏度、頻率響應特性：線性范圍、穩(wěn)定性以及精度的選擇、性能與價格。系統(tǒng)的溫度信號的檢測采用鉑電阻PT100，PT100是鉑熱電阻，它的阻值會隨著溫度的變化而改變。PT后的100即表示它在0時阻值為100歐姆，在100

12、時它的阻值約為138.5歐姆。它的工業(yè)原理：當PT100在0攝氏度的時候他的阻值為100歐姆，它的的阻值會隨著溫度上升它的阻值是成勻速增漲的。鉑電阻具有測量精度高、性能穩(wěn)定可靠的特點，在工業(yè)上廣泛用于-200+500之間的溫度測量3.5 定型機溫度檢測系統(tǒng)硬件電路原理圖設計定型機溫度檢測系統(tǒng)硬件電路CPU224，LED顯示器和指示燈連接圖。3.5連接原理圖第4章 軟件設計開始接通定時器30秒后重新開始計時開始脈沖連接中斷當溫度>=180LED顯示紅燈亮綠燈亮當溫度>100當溫度<100紅燈閃YYY4.1 PLC設計流程圖4.1程序流程圖4.2 Plc程序梯形圖4.1梯形圖 4

13、.1梯形圖（續(xù)）4.3 中斷程序圖4.2中斷程序圖第5章 課程設計總結可編程控制器(PLC)技術是一門實踐性很強的專業(yè)課，可編程控制器技術在當今社會發(fā)展異常迅速，各生產廠家也推出了許多強大的新型PLC、各種特殊模塊和通信聯(lián)網器件，使可編程控制器成為集微機技術、自動化技術、通信技術于一體的通用工業(yè)控制裝置，成為實現(xiàn)工業(yè)自動化的一種強有力的工具。 通過這次課程設計，我將以前上課時學到的PLC的基本編程方法進行了實踐，對PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運用中，提高了我們的工程素質，在沒有做課程設計以前，我們對掌握的技能都是思想上的，對一些細節(jié)不加重視，當我們把自己想出來的程序

14、下載到PLC中的時候，問題出現(xiàn)了，不是不能運行，就是運行的結果和要求的結果不相符合。通過解決一個個在調試中出現(xiàn)的問題，我們對PLC 的理解得到加強，看到了實踐與理論的差距。 通過這次課程設計，我了解了PLC基本邏輯指令的應用，理解了區(qū)間比較指令的應用范圍，熟悉了編程的方法和技巧，知道怎樣去設計一個PLC應用程序，也感覺得到了PLC在控制方面的巨大優(yōu)勢和潛力，同時也更增強了我學好PLC的決心和信心。 在這次課程設計的過程中，由于PLC編程軟件存在一定的局限性,從而導致在把程序導入Word時發(fā)生了很大的困難,我們只能通過屏幕捕捉、圖形剪切，最后才能完整的把所要求的程序寫在Word里，如果有更好的編程軟件,相信我們會把PLC學得更好,課程設計也會做得更有質量。 在這次課程設計中，我得到了老師和同學們的許多幫助，在此對他們表示感謝。參考文獻1西門子公司. S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊，20022袁任光可編程序控制器(PLC)應用技術與實列M華南理工大學出版社，20013胡紹林，孫國基過程監(jiān)控技術及其應用.北京：國防工業(yè)出版社，2001：4萬蘭風.電子稱重式皮帶自動配煤控制系統(tǒng).包鋼科技，2003。5廉曉霞.電廠輸煤系統(tǒng)皮帶秤的改造及應用.中國儀器儀表，2003